王芳

摘要：隨著科技的不斷進(jìn)步和社會的快速發(fā)展，電子信息工程領(lǐng)域正迎來一個全新的時代。在這個時代，智能技術(shù)的迅猛發(fā)展成為推動工程自動化設(shè)計的關(guān)鍵力量。電子信息工程的自動化設(shè)計在面對日益增長的工程復(fù)雜性和多樣性時，亟須借助智能技術(shù)來提高設(shè)計效率、優(yōu)化系統(tǒng)性能，并降低故障風(fēng)險。因此，深入探討智能技術(shù)在電子信息工程自動化設(shè)計中的應(yīng)用，分析其對工程效率、系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性的提升效果，以期為工程領(lǐng)域的創(chuàng)新和發(fā)展提供有力的理論支持和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：智能技術(shù)；流程優(yōu)化；工程自動化設(shè)計

一、前言

隨著科技的不斷發(fā)展，智能技術(shù)在各個領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸成為推動社會進(jìn)步的關(guān)鍵因素之一。在電子信息工程領(lǐng)域，自動化設(shè)計作為提高效率、降低成本的重要手段，正迎來智能技術(shù)的廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的電子信息工程自動化設(shè)計主要依賴于預(yù)定規(guī)則和靜態(tài)算法，然而，這些方法在處理復(fù)雜、變化多端的實(shí)際工程問題時顯得有局限。隨著人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)和大數(shù)據(jù)等技術(shù)的不斷創(chuàng)新，智能技術(shù)開始在電子信息工程自動化設(shè)計中嶄露頭角。智能技術(shù)能夠通過學(xué)習(xí)和適應(yīng)處理更加復(fù)雜的問題，從而為自動化設(shè)計提供更靈活、智能的解決方案[1]。因此，對智能技術(shù)在電子信息工程中的應(yīng)用進(jìn)行深入地分析與研究，對于推動該領(lǐng)域的技術(shù)升級和產(chǎn)業(yè)升級具有重要意義。

二、智能技術(shù)的概述

智能技術(shù)是指通過模擬、延伸人的智力，實(shí)現(xiàn)智能決策和問題解決的一類先進(jìn)技術(shù)。這些技術(shù)在不同的應(yīng)用領(lǐng)域中展現(xiàn)出了出色的性能。智能技術(shù)的類型多種多樣，其中包括以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為主的智能技術(shù)、以專家技術(shù)為代表的智能技術(shù)以及綜合控制智能技術(shù)。

（一）智能技術(shù)的類型

1.以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為主的智能技術(shù)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一類模擬人腦結(jié)構(gòu)和功能的計算模型，其核心是由神經(jīng)元和神經(jīng)元之間的連接構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。這種智能技術(shù)的關(guān)鍵在于通過學(xué)習(xí)大量數(shù)據(jù)來發(fā)現(xiàn)模式和規(guī)律，從而實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜任務(wù)的智能處理。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展演變出了深度學(xué)習(xí)等分支，廣泛應(yīng)用于圖像識別、語音識別、自然語言處理等領(lǐng)域，其優(yōu)勢在于對大規(guī)模和高維度數(shù)據(jù)的處理能力，以及對非線性關(guān)系的學(xué)習(xí)能力。

2.以專家技術(shù)為代表的智能技術(shù)

專家技術(shù)是一種基于專業(yè)知識和經(jīng)驗(yàn)的智能技術(shù)，其目標(biāo)是通過將專家的知識嵌入計算機(jī)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)對特定問題的智能決策。這種技術(shù)常常應(yīng)用于醫(yī)療診斷、金融分析等領(lǐng)域。專家系統(tǒng)通過規(guī)則推理、知識表示等手段模擬專家的決策過程，為決策提供可靠的支持，其優(yōu)勢在于能夠處理專業(yè)領(lǐng)域的知識和復(fù)雜決策邏輯。

3.綜合控制智能技術(shù)

綜合控制智能技術(shù)是指將多種智能技術(shù)有機(jī)結(jié)合，形成一套完整的智能系統(tǒng)。典型的代表是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，該技術(shù)將感知、控制、通信等多個智能技術(shù)相互連接，實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜系統(tǒng)的全面監(jiān)測和智能控制。綜合控制智能技術(shù)的優(yōu)勢在于能夠處理系統(tǒng)的多樣性和復(fù)雜性，提高系統(tǒng)整體的智能水平，廣泛應(yīng)用于智能交通、智能家居等領(lǐng)域。

（二）智能技術(shù)的特點(diǎn)

1.設(shè)計更加簡單

智能技術(shù)的設(shè)計更加簡單體現(xiàn)在采用了模塊化和可重用性等設(shè)計理念。在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域，深度學(xué)習(xí)框架如TensorFlow和PyTorch等已經(jīng)成為廣泛使用的工具，為開發(fā)者提供了豐富的模塊。這些模塊包括各種層（如全連接層、卷積層）、優(yōu)化算法、激活函數(shù)等，使得開發(fā)者可以根據(jù)具體任務(wù)的需求選擇和組合不同的模塊，快速構(gòu)建和調(diào)整模型結(jié)構(gòu)[2]。

通過模塊化設(shè)計，開發(fā)者能夠更加靈活地搭建智能系統(tǒng)的各個部分，同時避免了從零開始編寫龐大而復(fù)雜的代碼。這種設(shè)計理念使得整個智能系統(tǒng)更易于理解和維護(hù)。開發(fā)者可以專注于每個模塊的實(shí)現(xiàn)和優(yōu)化，而不必過于擔(dān)心系統(tǒng)整體的結(jié)構(gòu)。這種分而治之的設(shè)計思想有助于提高代碼的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性?？芍赜眯砸彩窃O(shè)計更加簡單的關(guān)鍵因素，智能技術(shù)中的許多模塊和算法都是經(jīng)過充分驗(yàn)證和優(yōu)化的，可以在不同的項目中被反復(fù)使用。這種可重用性不僅提高了開發(fā)效率，還有助于降低錯誤率。開發(fā)者可以借助現(xiàn)有的模塊和算法，避免重復(fù)造輪子，更專注于解決特定問題的創(chuàng)新性工作。

2.操作更加方便

智能技術(shù)的操作更加方便主要體現(xiàn)在其引入了更加友好的交互界面和智能化的控制方式。在當(dāng)今的智能設(shè)備和系統(tǒng)中，為了提升用戶體驗(yàn)，設(shè)計者注重開發(fā)直觀且易于操作的界面，使用戶能夠輕松上手，無需深入了解技術(shù)細(xì)節(jié)。以語音助手為例，用戶可以通過簡單的語音指令與設(shè)備進(jìn)行交互，完成各種任務(wù)，如查詢天氣、設(shè)定提醒、播放音樂等。這種交互方式打破了傳統(tǒng)鍵盤和觸摸屏的限制，讓用戶更加自然地與智能系統(tǒng)進(jìn)行溝通。用戶只需說出簡單的指令，系統(tǒng)就能理解并迅速響應(yīng)，大大提高了使用的便捷性。此外，智能家居系統(tǒng)也采用了智能化的控制方式，用戶可以通過手機(jī)應(yīng)用隨時隨地遠(yuǎn)程控制家中的燈光、溫度、安防等設(shè)備[3]。這種遠(yuǎn)程控制的方式使用戶在外出或在不同房間時也能輕松操控家居設(shè)備，實(shí)現(xiàn)智能化的生活方式。

3.高效便捷

智能技術(shù)的高效便捷主要體現(xiàn)在對大規(guī)模數(shù)據(jù)的處理速度和效率上，其中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為代表在應(yīng)對復(fù)雜任務(wù)時表現(xiàn)卓越。這種高效性得益于廣泛采用圖形處理單元（GPU），相較于傳統(tǒng)中央處理單元（CPU），GPU通過并行計算能夠同時處理大量數(shù)據(jù)，極大地加速了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的訓(xùn)練過程。這樣的并行計算優(yōu)勢使得神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)得以在較短時間內(nèi)完成大規(guī)模數(shù)據(jù)的訓(xùn)練，顯著提升了算法的運(yùn)算效率。在大數(shù)據(jù)時代，高效便捷的數(shù)據(jù)處理成為智能技術(shù)成功應(yīng)用的關(guān)鍵因素。以圖像處理為例，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠快速而準(zhǔn)確地辨識圖像中的特定對象，廣泛應(yīng)用于人臉識別、圖像分類等場景。此外，在語音識別領(lǐng)域，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也能以高效的方式迅速識別和理解語音內(nèi)容，為語音助手和智能音響等產(chǎn)品提供卓越的語音交互能力。

4.較高的精度

智能技術(shù)的較高精度主要體現(xiàn)在其強(qiáng)大的學(xué)習(xí)和優(yōu)化能力上。以機(jī)器學(xué)習(xí)為例，通過反復(fù)迭代的訓(xùn)練過程，模型可以逐漸提升對特定任務(wù)的準(zhǔn)確性。在醫(yī)學(xué)影像診斷、自動駕駛等領(lǐng)域，智能技術(shù)已經(jīng)取得甚至超越人類專業(yè)領(lǐng)域的高精度水平。這種卓越的精度使得智能技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中能夠提供更為可靠的支持。在醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域，智能技術(shù)通過對大量醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)和比對，能夠快速而準(zhǔn)確地識別疾病跡象，為醫(yī)生提供輔助診斷，有助于提高醫(yī)學(xué)影像診斷的準(zhǔn)確性。同樣，在自動駕駛領(lǐng)域，智能技術(shù)通過對各種交通場景的學(xué)習(xí)和模擬，使得自動駕駛系統(tǒng)能夠更精準(zhǔn)地感知周圍環(huán)境，提高駕駛的安全性和準(zhǔn)確性。這種較高的精度使得智能技術(shù)在復(fù)雜任務(wù)和專業(yè)領(lǐng)域中發(fā)揮了日益重要的作用。

三、電子信息工程概況

（一）電子信息工程

電子信息工程是一門綜合性的工程學(xué)科，涵蓋了電子技術(shù)和信息技術(shù)的多個領(lǐng)域。主要研究電子技術(shù)在信息處理、通信、控制、計算機(jī)等方面的應(yīng)用。具體包括電子元器件、電路設(shè)計、模擬和數(shù)字電子技術(shù)、通信工程（無線通信、有線通信、光纖通信）、控制工程、計算機(jī)技術(shù)（硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)和信息系統(tǒng)），以及信號處理[4]。電子信息工程旨在將電子技術(shù)和信息技術(shù)應(yīng)用于解決實(shí)際工程問題，滿足社會對信息處理、通信、自動化等方面的需求，對推動現(xiàn)代科技進(jìn)步和社會數(shù)字化轉(zhuǎn)型具有重要意義。

（二）電子信息工程的特點(diǎn)

1.精準(zhǔn)性

電子信息工程的精準(zhǔn)性表現(xiàn)在其對電子技術(shù)和信息技術(shù)的高度專業(yè)化和準(zhǔn)確應(yīng)用。在電子元器件的設(shè)計和制造中，精準(zhǔn)性要求高度的工藝控制，確保元器件的性能符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。在電路設(shè)計中，每一步都需要準(zhǔn)確地計算和分析，以確保電子設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。在數(shù)字電子技術(shù)領(lǐng)域，精準(zhǔn)的編碼和解碼算法是信息傳輸和處理的基礎(chǔ)。這種精準(zhǔn)性不僅體現(xiàn)在電子技術(shù)的硬件層面，也延伸至信息技術(shù)的軟件層面，確保系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性。在控制工程中，對系統(tǒng)的精準(zhǔn)控制是實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的關(guān)鍵，尤其在自動化和機(jī)器人技術(shù)中，每一步動作都需要準(zhǔn)確無誤地執(zhí)行。這種精準(zhǔn)性使得電子信息工程的應(yīng)用更加可靠和高效，適用于對準(zhǔn)確性要求較高的領(lǐng)域，如醫(yī)療設(shè)備、航空航天等。

2.便利性

首先，在通信工程領(lǐng)域，電子信息工程使得人們能夠通過無線通信、有線通信和光纖通信快速傳遞信息，實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)的便捷溝通。其次，在計算機(jī)技術(shù)方面，電子信息工程推動了計算機(jī)硬件和軟件的發(fā)展，使得信息的處理、存儲和傳遞變得更加便捷高效?；ヂ?lián)網(wǎng)的普及和發(fā)展，以及信息系統(tǒng)的建設(shè)，進(jìn)一步提升了信息的可獲取性和共享性，使得人們可以隨時隨地獲取所需的信息。在控制工程中，電子信息工程的便利性體現(xiàn)在對系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和監(jiān)測，無需工作人員親臨現(xiàn)場，提高了工作效率和安全性。這種便利性使得電子信息工程廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，為人們的生產(chǎn)生活提供了極大的便利。

3.輻射范圍廣泛

電子信息工程的特點(diǎn)之一是其輻射范圍、應(yīng)用覆蓋面非常廣泛。在電子技術(shù)方面，電子信息工程不僅涉及電子元器件和電路設(shè)計，還包括了射頻技術(shù)、微波技術(shù)等多個子領(lǐng)域。信息技術(shù)方面，計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和普及使得電子信息工程涵蓋了軟件工程、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫管理等多個方向。通信工程領(lǐng)域涵蓋了無線通信、有線通信、衛(wèi)星通信等多種通信方式。在控制工程中，電子信息工程的應(yīng)用不僅包括傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)，還包括了自動化控制、智能控制等新興領(lǐng)域。這種廣泛的輻射范圍使得電子信息工程在不同領(lǐng)域的應(yīng)用都具有重要的地位，為現(xiàn)代科技的發(fā)展提供了強(qiáng)大的支持。

四、智能技術(shù)在電子信息工程自動化設(shè)計中的應(yīng)用實(shí)踐

（一）生產(chǎn)線操作

通過廣泛使用傳感器和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，生產(chǎn)線上的各個環(huán)節(jié)都得以被實(shí)時監(jiān)測。這包括對設(shè)備狀態(tài)、原材料消耗，以及工人操作活動的監(jiān)測等。傳感器通過收集大量實(shí)時數(shù)據(jù)，為智能系統(tǒng)提供了全面的生產(chǎn)線狀態(tài)圖景?；谶@些數(shù)據(jù)，智能系統(tǒng)能夠自動進(jìn)行實(shí)時決策，調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)，以優(yōu)化整個生產(chǎn)過程。智能技術(shù)在自動化設(shè)計中的應(yīng)用主要通過賦予控制系統(tǒng)智能操控機(jī)制來實(shí)現(xiàn)。這種智能化的設(shè)計旨在保證各類復(fù)雜的流程操作在自動化運(yùn)行過程中能夠得到有效的協(xié)調(diào)和管理。例如，通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法，系統(tǒng)可以分析歷史數(shù)據(jù)，預(yù)測設(shè)備可能出現(xiàn)的故障，并提前采取預(yù)防性維護(hù)措施，從而有效減少生產(chǎn)線的停機(jī)時間。同時，智能機(jī)器人和自動化設(shè)備的運(yùn)用使得那些重復(fù)性工作得以自動完成，不僅提高了生產(chǎn)效率，還減輕了工人的體力勞動負(fù)擔(dān)。整體而言，智能技術(shù)在生產(chǎn)線操作中通過實(shí)時監(jiān)測和智能決策，為電子信息工程的生產(chǎn)提供了更高效、更可靠的解決方案（見圖1）。

（二）產(chǎn)品設(shè)計流程優(yōu)化

在電子信息工程的產(chǎn)品設(shè)計流程中，智能技術(shù)的應(yīng)用為創(chuàng)新提供了強(qiáng)大支持。通過引入人工智能算法，設(shè)計系統(tǒng)能夠迅速分析龐大的設(shè)計數(shù)據(jù)，挖掘出潛在的設(shè)計方案，從而加速了創(chuàng)新的過程。以某電子產(chǎn)品設(shè)計為例，系統(tǒng)通過智能算法分析市場趨勢、用戶反饋和競品特點(diǎn)，為設(shè)計團(tuán)隊提供了多個可能的設(shè)計方案，為創(chuàng)新提供了更多靈感。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用使得設(shè)計師能夠在虛擬環(huán)境中直觀地體驗(yàn)和調(diào)整產(chǎn)品，例如，在新款智能手機(jī)設(shè)計中，設(shè)計師通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬三維環(huán)境，更準(zhǔn)確地確定了最終產(chǎn)品的外觀和操作界面。智能設(shè)計軟件通過學(xué)習(xí)用戶偏好和歷史設(shè)計數(shù)據(jù)，為設(shè)計師提供個性化的設(shè)計建議，加速了設(shè)計決策過程。例如，在新型電子產(chǎn)品用戶界面設(shè)計中，軟件分析用戶操作數(shù)據(jù)，為設(shè)計師推薦更符合用戶使用習(xí)慣的界面設(shè)計。這種智能輔助設(shè)計的方法顯著提高了設(shè)計效率，降低了設(shè)計時間和成本，系統(tǒng)通過學(xué)習(xí)大量設(shè)計數(shù)據(jù)，為設(shè)計團(tuán)隊提供更多創(chuàng)新靈感，有助于快速響應(yīng)市場需求，整個產(chǎn)品設(shè)計流程更加高效、精準(zhǔn)，使得產(chǎn)品更具創(chuàng)新性和市場競爭力。

（三）故障診斷

通過在設(shè)備和系統(tǒng)中嵌入大量的傳感器，實(shí)時監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)檢測到異常時，智能算法能夠迅速識別問題并進(jìn)行故障診斷。這種實(shí)時的故障診斷系統(tǒng)有助于減少生產(chǎn)中的停機(jī)時間，提高了設(shè)備的可靠性。例如，在電子設(shè)備制造中，通過智能監(jiān)測系統(tǒng)可以即時發(fā)現(xiàn)電子元器件的故障，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量和制造效率。智能技術(shù)的應(yīng)用不僅僅在實(shí)時診斷方面表現(xiàn)出色，還能夠通過學(xué)習(xí)歷史數(shù)據(jù)，預(yù)測設(shè)備可能的故障，采取預(yù)防性的維護(hù)措施，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

（四）輔助生產(chǎn)及檢索服務(wù)

智能技術(shù)為電子信息工程自動化設(shè)計提供了全新的輔助生產(chǎn)和檢索服務(wù)方式。在生產(chǎn)中，機(jī)器人系統(tǒng)與人類工作人員協(xié)同工作，共同完成一些繁瑣、危險或高精度的任務(wù)[5]。機(jī)器人的使用不僅提高了生產(chǎn)效率，還提高了生產(chǎn)線的靈活性。同時，基于智能算法的檢索服務(wù)能夠更迅速、準(zhǔn)確地找到所需的信息，加速了工作流程。例如，在電子元器件的生產(chǎn)中，智能倉儲系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對庫存的實(shí)時監(jiān)控和智能調(diào)度，提高了物料管理的效率。此外，通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法，系統(tǒng)能夠?qū)W習(xí)并優(yōu)化供應(yīng)鏈管理，實(shí)現(xiàn)及時供應(yīng)并減少庫存浪費(fèi)。這樣的輔助生產(chǎn)和檢索服務(wù)大大提高了整個生產(chǎn)系統(tǒng)的智能化水平，使得電子信息工程的生產(chǎn)更加高效和可持續(xù)。

（五）集成化控制

智能技術(shù)在電子信息工程自動化設(shè)計中實(shí)現(xiàn)了集成化控制，將各個環(huán)節(jié)有機(jī)地連接在一起。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，各類設(shè)備和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了信息共享和互聯(lián)互通。智能控制系統(tǒng)集成了傳感器、執(zhí)行器、控制器等多種設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對整個系統(tǒng)的集中監(jiān)控和管理。這種集成化控制提高了生產(chǎn)系統(tǒng)的整體效能，使得不同環(huán)節(jié)之間能夠更協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)更高水平的自動化。例如，在一個電子制造工廠中，智能控制系統(tǒng)可以實(shí)時監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、生產(chǎn)進(jìn)度和質(zhì)量指標(biāo)，通過即時反饋和自動調(diào)整，提高了整個生產(chǎn)線的協(xié)同運(yùn)作水平。這種集成化的智能控制不僅提高了生產(chǎn)效率，還提升了系統(tǒng)的靈活性和可控性，使得電子信息工程的生產(chǎn)更加智能化和可持續(xù)（見圖2）。

五、結(jié)語

智能技術(shù)在電子信息工程自動化設(shè)計中的具體應(yīng)用包括生產(chǎn)線操作、產(chǎn)品設(shè)計流程優(yōu)化、故障診斷、輔助生產(chǎn)及檢索服務(wù)以及集成化控制等方面。這些實(shí)例充分展示了智能技術(shù)在提高工程效率和系統(tǒng)可靠性方面的卓越表現(xiàn)，為工程領(lǐng)域的未來發(fā)展指明了方向。期待在智能化時代，通過更多跨界合作和技術(shù)創(chuàng)新，為推動電子信息工程的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)更多力量。

參考文獻(xiàn)

[1]曹成.智能技術(shù)在電子信息工程自動化設(shè)計中的應(yīng)用[J].集成電路應(yīng)用，2023，40（02）：333-335.

[2]崔金平.智能技術(shù)在電子信息工程自動化設(shè)計中的應(yīng)用[J].中國高新科技，2022，（18）：30-32.

[3]吳瑞.智能技術(shù)在電子信息工程自動化設(shè)計中的應(yīng)用[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2022，40（01）：93-95.

[4]羅振均.智能技術(shù)在電子信息工程自動化設(shè)計中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)，2021，50（12）：67-69.

[5]曾慶王.智能技術(shù)在電子信息工程自動化設(shè)計中的應(yīng)用淺析[J].江西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2021，34（08）：17-19.

作者單位：青島心血管病醫(yī)院有限公司

責(zé)任編輯：尚丹